위치 기반 자동화: 이동 자산의 디지털 트윈이 산업 자동화 성공을 이끄는 방법

2021년 8월 27일

이 기사는 유망한 디지털 트윈 개념이 왜 엔드투엔드 자동화와 연결성이라는 목표에 종종 미치지 못하는지 설명합니다. 완전한 디지털 트랜스포메이션을 달성하려면 기업들이 쇼플로어와 공급망의 모든 이동 자산에 대한 정밀한 위치 기반 데이터로 디지털 트윈을 무장시켜야 한다고 주장합니다. 이 포괄적인 위치 기반 데이터는 디지털 트윈이 운영 우수성, 스마트 프로세스 자동화, 생산 품질 향상을 위한 실행 가능한 통찰력을 생성할 수 있게 합니다. 자산 관리부터 툴 제어까지 위치 기반 자동화 유스케이스가 묘사되어 있으며, 이는 더 높은 생산성, 품질, 유연성, 지속가능성을 가져옵니다.

디지털 트윈 컨소시엄(Digital Twin Consortium)의 정의에 따르면, 디지털 트윈은 실제 엔티티와 프로세스의 가상 표현이며, 가상과 실제 엔티티가 동기화되는 메커니즘입니다.[1] 센서 데이터를 사용해 디지털 트윈은 산업 환경에서 물리적 자산이나 프로세스의 현재 및 미래 상태를 분석, 최적화, 자동화하는 데 사용될 수 있는 가상 모델을 생성합니다. 제품 반복, 자산 관리, 예측 유지보수, 다운타임 방지에서 디지털 트윈은 다양한 유스케이스를 가능하게 하고 기업들이 유지보수, 지속가능성, 공정 효율성, 성과에 대한 데이터 기반 결정을 내릴 수 있게 합니다.

엔드투엔드 자동화를 위한 빠진 조각

디지털 트윈 개념이 새로운 것은 아니지만, 산업 자동화와 스마트 제조 프로세스 구현에 대한 관련성은 지속적으로 증가하고 있습니다. 과거에는 물리적 쇼플로어와 그 디지털 트윈 모두 한 가지 단점이 있었습니다. 쇼플로어의 이동 자산에 대한 데이터가 놀랍도록 부족하다는 점입니다. 키넥슨(KINEXON Inc.) 아메리카 CEO 메디 벤타누스(Mehdi Bentanfous)는 "디지털 트윈의 영향력은 그것이 끌어오는 데이터만큼만 강력합니다. 일반적인 생산 시설에서 전체 자산의 1%만 차지하는 기계류가 지금까지 디지털화된 주요 부분입니다. 이는 기업들이 쇼플로어의 99%, 즉 공장 안을 움직이는 자산들(제품, 팔레트, 툴, AGV)에 대한 중요한 정보를 놓치고 있음을 의미합니다. 키넥슨의 접근법은 위치 기반으로, 초정밀 실시간 자산 추적 센서가 쇼플로어와 공급망의 동적 프로세스를 진정으로 반영하고 비교할 수 없는 상황 인식을 생성하는 데이터를 제공합니다."라고 말합니다.

따라서 디지털 트윈이 기계 제어와 프로토타이핑에 성공적으로 활용되어 왔지만, 기업들은 쇼플로어와 공급망의 자산 위치와 제품 상태에 대한 실시간 데이터의 잠재력을 겨우 긁어모았을 뿐입니다. 키넥슨의 위치 기반 자동화 플랫폼(LAP)은 이 현재 데이터 격차를 해소하기 위해 여기 있습니다. 서로 다른 기술 소스에서 위치 데이터를 위치 기반 디지털 트윈으로 전환합니다. 이 디지털 트윈은 실시간으로 실행 가능한 통찰력을 생성합니다. IDC 매뉴팩처링 인사이트 EMEA 수석 디렉터이자 유럽 운영 미래 프랙티스 리더인 얀 부리안(Jan Burian)은 "실시간 로컬라이제이션은 내일의 스마트 팩토리에 필수적이고 통합적인 부분입니다. 따라서 쇼플로어에서 달성할 수 있는 투명성으로 기업들은 생산 처리량과 물류를 개선할 수 있습니다."라고 말합니다.

기계와 프로세스 자동화가 증가함에 따라, 여기에 관여하는 이동 자산을 디지털화하는 것이 엔드투엔드 자동화와 생산 공정 최적화에 매우 귀중한 것으로 입증되고 있습니다. 공급망을 따라 이동 자산의 실시간 데이터는 UWB나 BLE(실내), GPS(실외) 등 다양한 기술로 추적할 수 있습니다. 이는 처리되어 위치 기반 자동화 플랫폼에서 활성화되며, 동시에 WMS, MES, IoT 및 분석 플랫폼 등 다른 서드파티 시스템에 연료를 공급합니다. 예를 들어 WMS는 실시간으로 더 빠르게 반응하고 주문 관리를 재우선순위화할 수 있으며, MES는 실시간 자재 보충 데이터를 기반으로 더 나은 기계 제어와 계획의 혜택을 볼 수 있습니다. 또한 일반적인 IoT 및 분석 플랫폼은 일반적으로 위치 기반 자동화 플랫폼 통합의 혜택을 받습니다. LAP에서 받은 우수한 데이터로 공급망 프로세스를 처음으로 전체적으로 분석할 수 있게 되는데, 공급업체에서 고객까지입니다. 이는 디지털 트윈의 위치 기반 데이터와 온도, 압력 및 기타 주문 관련 컨텍스트 데이터 같은 센서 데이터를 결합함으로써 가능합니다. 이 엔드투엔드 투명성은 디지털 트랜스포메이션 이니셔티브 내에서 가장 중요한 산출물 중 하나입니다.

기업들이 산업용 사물인터넷(IIoT)의 혜택을 완전히 활용할 수 있게 하는 열쇠는 키넥슨의 비교할 수 없는 상호운용성 집중입니다. 디지털 트윈이 전체 로컬라이제이션 스펙트럼의 기술을 통합하고 현재 소프트웨어 스택에도 원활하게 통합되도록 보장함으로써 소프트웨어 시스템, 사용자, 프로세스 간 시너지를 전체 공급망에 걸쳐 창출합니다. 키넥슨은 디지털 트윈이 기술 사일로를 가치 더하는 데이터 소스로 전환하고, 데이터 공유와 통합을 통해 스마트 제조 유스케이스를 가능하게 하는 것을 목표로 합니다.

디지털 트윈이 여기에 머물 것이라는 데 의심의 여지가 없으며, 2020년은 이산 제조에서의 가치를 입증한 사례였습니다. "코로나19 팬데믹 동안 경험한 경제적 혼란과 수요 변동성 시기에 디지털 트윈은 기업들이 공급망과 생산을 위한 강력하고 탄력적인 계획을 수립하도록 도울 수 있습니다. 그건 귀중한 이점입니다."라고 키넥슨의 벤타누스가 말합니다. 놀랍게도 디지털 트윈 시장은 엄청난 성장 궤적을 보입니다. 팬데믹 전 가트너 연구에 따르면 IoT 프로젝트를 구현하는 조직의 13%가 이미 디지털 트윈을 사용 중이었고, 62%는 디지털 트윈 사용을 구축 중이거나 계획 중이었습니다. 팬데믹 후 가트너는 2023년까지 IoT를 구현한 중대형 기업의 3분의 1이 코로나19 동기 유스케이스와 연관된 최소 하나의 디지털 트윈을 구현할 것으로 예상합니다.[2] 전체 시장은 2026년까지 482억 달러에 달할 것으로 전망됩니다.[3]

위치 기반 디지털 트윈 투자 이유 Top 5

1. 프로세스 최적화 및 생산 시간 단축

위치 기반 디지털 트윈은 재고 관리, 프로세스 자동화, 페이퍼리스 생산, 추적 및 추적, 자동화된 툴 제어, AMR 운영, 검색 및 찾기 등 수많은 IoT 유스케이스에 데이터를 활용할 수 있습니다. 데이터는 자동화의 핵심 소스일 뿐만 아니라 추적성과 전체 공급망을 따라 디지털 스레드 생성의 열쇠입니다. 디지털 트윈은 과거 및 실시간 데이터를 활용하고 미래 예측을 통해 낭비, 지연, 비효율성을 줄이는 데 도움을 줍니다.

2. 실시간 위험 평가 및 예측 유지보수

위치 기반 자동화 플랫폼(LAP)이 처리하는 데이터는 작업자와 자산 측면의 위험 식별에 필수적입니다. 일반적이거나 주기적인 유지보수 일정에 의존하는 대신, 디지털 트윈은 예측적, 상태 기반 유지보수를 가능하게 합니다. 이는 원치 않는 기계 다운타임을 방지하고, 리소스를 간소화하며, 자산 가용성과 신뢰성을 개선합니다. 동시에 작업자 안전, 충돌 방지, 기타 작업장 안전 애플리케이션에 엄청난 잠재력을 지닙니다.

3. 즉각적 가치 및 빠른 ROI

이동 자산을 위한 디지털 트윈은 즉시 사용 가능한 RTLS 및 기타 로케이팅 시스템의 데이터로 구동됩니다. 그 결과는 데이터 기반 결정을 촉진하고, 병목 현상과 최적화 기회를 식별하는 데 도움을 줍니다.

고객 친화적 인터페이스로 기존 IT나 OT 시스템에 부담을 주지 않으면서 운영 수준에서 즉각적인 가치를 제공합니다.

4. 모든 IoT 시스템 통합

상호운용성은 성공적인 디지털 트랜스포메이션 전략의 핵심 측면입니다. 키넥슨의 디지털 트윈은 기존 소프트웨어 스택에 원활하게 통합되고 모든 기술 소스의 데이터를 처리하도록 설계되었습니다. IT나 OT에 과도한 요구 없이 위치 기반 자동화를 직접 가능하게 하면서, 다른 IoT 프로세스와 서드파티 소프트웨어의 빅데이터 분석을 위한 우수한 입력을 제공합니다.

5. 비즈니스 미래 대비

디지털 트윈과 위치 기반 자동화는 AI나 머신러닝 같은 새로운 최첨단 기술의 혜택을 수확하기 위한 기초 공사입니다. 중앙 자동화 허브로서 기술과 부서 사일로를 줄이고, 점점 더 글로벌하고 파편화된 세상에서 원격 실시간 모니터링, 문제 해결, 협업, 작업 현실에 대한 수요가 증가함에 따라 협업과 혁신을 촉진합니다.

샘플 유스케이스:

디지털 트윈은 산업 전반에 가치가 있지만, 자동차와 제조가 주요 분야입니다:

–         제조: 자동화된 툴 제어로 조립 라인 속도 5% 향상 

세계적인 선도 자동차 제조업체가 조립 라인을 따라 자동화된 툴 제어를 위해 키넥슨의 위치 기반 자동화 플랫폼을 활용하고 있습니다. 툴의 자동 구성, 지오펜스(geofence)의 빠르고 효과적인 생성, 조립 공정의 초정밀 디지털 시각화는 수백만 달러의 절감뿐만 아니라 수동 오류와 제품 리콜도 줄이는 데 기여했습니다. 키넥슨의 다국적 차량 제조업체 솔루션은 여러 업계 상을 수상했습니다.

–         자동차 부품사: 자재 흐름 최적화로 연간 절감 및 생산성 향상 

선도적 자동차 부품사 콘티넨탈(Continental)이 공급망 및 자재 흐름 최적화를 위해 키넥슨 소프트웨어를 활용합니다. AGV와 피킹 박스에 RTLS 센서를 장착해 데이터를 디지털 트윈에서 처리합니다. 이 솔루션은 AGV 활용도를 높였을 뿐만 아니라 자재 공급과 보충을 최적화하고 인트라로지스틱스 프로세스에 대한 완전한 투명성을 제공했습니다. 전체 솔루션 스펙트럼에 대한 자세한 내용은 이 사례 연구에서 확인할 수 있습니다.

결론: 위치 지원 디지털 트윈으로 디지털 트랜스포메이션 완성하기 

"위치 데이터는 오늘날 기업들에게 가장 활용되지 않은 자원 중 하나로 남아 있습니다. 동시에 IoT 애플리케이션에서 진정한 가치를 도출하는 것은 '사물의 위치(Location of Things)' 우주에서 오는 신뢰할 수 있고 정밀한 데이터에 달려 있습니다."라고 벤타누스.

디지털 트윈 투자는 오늘날의 수익성에 대한 합리적인 재정적 결정일 뿐만 아니라, 중장기적으로 추가 비용 절감을 위한 기반을 마련합니다. 최근 다양한 로컬라이제이션 기술(실내 추적용 초정밀 초광대역(UWB), 실외 추적용 GPS)의 가격 혁명과 도입률 증가로, 이동 자산을 위한 디지털 트윈과의 위치 기반 자동화를 통해 가치를 더할 잠재력은 이제 모든 기업이 활용할 준비가 되어 있습니다.

자스민 웰터(Jasmin Welter)는 글로벌 기술 기업 키넥슨(KINEXON)의 B2B 마케팅 매니저입니다. 키넥슨에서 자스민은 위치 기술을 이용한 위치 기반 산업 자동화 활용을 주도하고 있습니다. 자스민은 제조 및 물류 산업에서 국제 기업들과 10년 이상 일해 왔으며, 스마트 제조와 디지털 트랜스포메이션에 특히 집중해 왔습니다. 링크드인에서 자스민과 연결하고 여기에서 위치 기반 자동화 업데이트를 팔로우하세요

[1] https://www.digitaltwinconsortium.org/initiatives/the-definition-of-a-digital-twin.htm
[2] https://www.gartner.com/en/newsroom/press-releases/2020-10-29-gartner-survey-reveals-47-percent-of-organizations-will-increase-investments-in-iot-despite-the-impact-of-covid-19-
[3] https://www.marketsandmarkets.com/Market-Reports/digital-twin-market-225269522.html